| Semestre: | 2020-2 |
| Responsável: | Prof. Philippe W. Courteille, philippe.courteille@ifsc.usp.br, Sala 45 do Grupo de Óptica |
| Início e termino das aulas: | 24.8.2020 até 18.12.2020 |
| Consultas: | Por e-mail |
| Horário e local da aula: | Terça-feira 10h00 à 12h00 on-line e Quinta-feira de 11h10 à 12h10 on-line |
| Feriados: | 3.11. (finados) |
| Carga Horária (por semana): |
| Teória | 3 |
| Prática | 1 |
| Duração | 17 semanas |
| Total | 45 horas |
|
| |
| Ementa: | Aplicações das equações de Maxwell nos fenômenos de propagação das ondas eletromagnéticas
(vácuo, meios materiais e guias) e radiação eletromagnética.
|
| Avaliação/aprovação: |
Será organizado um seminário com um trabalho escrito e uma apresentação oral. A nota do seminário conta por 1/3 na nota final. |
| Serão resolvidos exercícios em cada aula. A participação nas discussões será avaliada e conta por 1/3 na nota final. |
| Aulas teóricas e aulas práticas de resolução de problemas e trabalho em tópicos especiais. |
| No início das aulas o aluno será informado dos critérios adotados para aprovação na disciplina. |
| Norma de Recuperação: Uma prova obrigatória e um trabalho opcional (a critério do docente). Critério de Aprovação: média final + nota de rdecuperação |
| = média aritmética igual ou superior a 5,0. Época de realização: até uma semana antes da data máxima para entrega das notas. |
|
| Literatura recomendada: |
| Philippe W. Courteille, Apostila do Curso: Electrodynamics |
| D.J. Griffiths, Introduction to Electrodynamics, 3a edição, Pearson |
| M.A. Heald, J.B. Marion, Classical Eletromagnetic Radiation , 2a edição, Brooks Cole |
| W.K. H. Panofsky e M. Phillips, Classical Electricity and Magnetism, IFSC-USP (2009) |
| J.J. Jackson, Classical electrodynamics, (John Wiley & Sons, 1999) |
| J.R. Reitz, F.J. Milford, R.W. Christy, Foundation of electromagnetic theory, 2a edição, Wiley |
|
| Data de apresentação | Capítulos da apostila | Exercício | Tópicos |
| ------------------------------ | ---------------------------- | ------------ | ----------- |
| 25.08.2020 | 6.1.1 - 6.1.2 | | Maxwell's equations and Helmholtz' theorem |
| 27.09.2020 | 6.1.3 - 6.1.4 | | Macroscopic Maxwell equations, polarization and magnetization |
| 01.09.2020 | | 6.1.5.1 | Displacement current (Matheus Pereira Galvão) |
| 01.09.2020 | | 6.1.5.2 | Plate capacitor (Natália Portes de Oliveira) |
| 01.09.2020 | | 6.1.5.3 | Maxwell's equations for a particular charge and current density distribution (Pedro Henrique Cook Cunha) |
| 01.09.2020 | 6.2.1 - 6.2.2 | | Conservation laws |
| 03.09.2020 | 6.2.3 - 6.2.3 | | Maxwell's stress tensor, conservation of linear momentum |
| 08.09.2020 | | 6.1.5.4 | Atomic diamagnetism (Vinicius de Souza Miralhas) |
| 08.09.2020 | | 6.1.5.5 | Variable charge with constant current (Daniel Cecchin Momesso) |
| 08.09.2020 | | 6.1.5.7 | Duality transform (Gustavo Schranck Habermann) |
| 08.09.2020 | 6.2.4 - 6.3.2 | | Conservation of angular momentum, scalar and vector potential, gauge transformation |
| 10.09.2020 | 6.3.3 - 6.3.4 | | Green function and retarded potential of continuous charge distribution |
| 15.09.2020 | | 6.1.5.11 | Conductivity of seawater (Clara Rodrigues Vidor) |
| 15.09.2020 | | 6.2.5.2 | Energy flux in a current-carrying wire (Gabriel dos Reis Trindade) |
| 15.09.2020 | | 7.1.8.9 | Maxwell's tensor for a plane wave (Henrique Antonio Rodrigues Knopki) |
| 15.09.2020 | 6.3.5 - 6.3.6 | | Jefimenko's equations and retarded Liénard-Wiechert potentials |
| 17.09.2020 | 6.3.7 - 6.3.7 | | The fields of a moving point charge |
| 22.09.2020 | | 6.2.5.3 | Intrinsic force of a charged sphere via Maxwell's tensor (Aurélio Bianco Pena) |
| 22.09.2020 | | 6.2.5.4 | Coulomb force via Maxwell's tensor (Guilherme Clarck Zambon) |
| 22.09.2020 | | 6.2.5.7 | Angular momentum of an electromagnetic field (Maria Eliza de Melo Ramos) |
| 22.09.2020 | 7.1.1 - 7.1.2 | | Electromagnetic waves and the polarization of light |
| 24.09.2020 | 7.1.3 - 7.1.4 | | Energy density and flow |
| 29.09.2020 | | 6.3.8.1 | Potentials, fields and the Lorentz gauge (Davi Bessa de Sousa) |
| 29.09.2020 | | 6.3.8.7 | Coulomb gauge (Gustavo H. M. Garcia) |
| 29.09.2020 | | 6.3.8.12 | Potentials of a point charge in uniform motion (Leandro Alvares Machado) |
| 29.09.2020 | 7.1.5 - 7.1.6 | | Plane waves in dielectrics, refractive index, reflection and transmission at interfaces |
| 01.10.2020 | 7.1.7 - 7.1.7 | | Fresnel's formulas, transfer matrix formalism |
| 06.10.2020 | | 6.3.8.13 | Liénard-Wiechert potentials for a rotating charge (Ian Giestas Pauli) |
| 06.10.2020 | | 6.3.8.14 | Point charge moving on a straight line (Antônio Guilherme Rocha Pires) |
| 06.10.2020 | | 6.3.8.15 | Charge on a hyperbolic motion (Guilherme Camargo Fiusa) |
| 06.10.2020 | 7.2.1 - 7.2.2 | | Plane waves in conductive media, linear and quadratic dispersion |
| 08.10.2020 | 7.2.3 - 7.2.3 | | Microscopic dispersion and the Lorentz model |
| 13.10.2020 | | 7.1.8.2 | Plane waves (Felipe Orlando Morais) |
| 13.10.2020 | | 7.1.8.3 | Polarization of a wave in vacuum (Guilherme Leite Bruzao) |
| 13.10.2020 | | 7.1.8.4 | Jones matrices for a three-beam MOT (Henrique Felix da Silva) |
| 13.10.2020 | 7.2.4 - 7.2.6 | | Radiative forces, the Drude model, the Kramers-Kronig relations |
| 15.10.2020 | 7.3.3 - 7.3.4 | | Waveguides |
| 20.10.2020 | | 7.1.8.5 | Temporal average of waves in complex notation (Lucca Radicce Justino) |
| 20.10.2020 | | 7.1.8.14 | Fake spherical wave (Matheus Pereira Galvao) |
| 20.10.2020 | | 7.1.8.20 | Birefringence due to interfaces (Natalia Portes de Oliveira) |
| 20.10.2020 | 7.3.5 - 7.3.5 | | Cavities, ray optics and Gaussian optics |
| 22.10.2020 | 7.4.1 - 7.4.1 | | Modes of a cavity |
| 27.10.2020 | | 7.1.8.24 | Interfaces (Vinicius de Souza Miralhas) |
| 27.10.2020 | | 7.3.6.1 | The fields of a plasmon (Pedro Henrique Cook Cunha) |
| 27.10.2020 | | 7.3.6.8 | TEM waves in a hollow wave guide (Clara Rodrigues Vidor) |
| 27.10.2020 | 7.4.2 - 8.1.1 | | Fourier optics, radiation of arbitrary charge distribution |
| 29.10.2020 | 8.1.2 - 8.1.4 | | Multipolar expansion, magnetic dipole and electric quadrupole radiation |
| 03.11.2020 | recesso | | |
| 05.11.2020 | | 7.3.6.16 | Airy formula (Guilherme Camargo Fiusa) |
| 05.11.2020 | | 7.4.3.2 | Volume and power of a Gaussian beam mode (Lucca Radicce Justino) |
| 05.11.2020 | | 7.4.3.5 | Phasefront distorsion by an axicon and a thin lens (Davi Bessa de Sousa) |
| 05.11.2020 | 8.2.1 - 8.2.2 | | Exercises |
| 10.11.2020 | | 8.1.6.3 | Dipolar spherical waves (Maria Eliza de Melo Ramos) |
| 10.11.2020 | | 8.2.3.1 | Radiation emitted by a rotating electron (Felipe Orlando Morais) |
| 10.11.2020 | | 8.2.3.3 | Dynamics of charged point particles (Gustavo H. M. Garcia) |
| 10.11.2020 | 8.3.1 - 8.3.2 | | Radiation of point charges, radiation reaction, scattering in the coupled dipoles model |
| 12.11.2020 | 9.1.1 - 9.1.2 | | Minkowski metric and Lorentz transform, space contraction and time dilatation |
| 17.11.2020 | | 8.2.3.4 | Excitation of an electron by circularly polarized light (Henrique Felix da Silva) |
| 17.11.2020 | | 8.2.3.6 | Synchrotron radiation (Leandro Alvares Machado) |
| 17.11.2020 | | 9.1.7.4 | Atomic clocks (Aurélio Bianco Pena) |
| 17.11.2020 | 9.1.3 - 9.1.6 | | Galilei and Lorentz transform of the wave equation, the Lorentz boost |
| 19.11.2020 | 9.2.1 - 9.2.5 | | Relativistic mechanics, the Doppler effect and the relativistic Newton law |
| 24.11.2020 | | 9.2.6.1 | Adding velocities (Gustavo Schranck Habermann) |
| 24.11.2020 | | 9.2.6.3 | Inelastic collision (Henrique Antonio Rodrigues Knopki) |
| 24.11.2020 | | 9.2.6.5 | Second-order Doppler shift (Daniel Cecchin Momesso) |
| 24.11.2020 | 9.3.1 - 9.3.5 | | Relativistic electrodynamics, connection to quantum mechanics |
| Critérios de avaliação: |
| Estrutura: | motivação e contexto, introdução e previsão sobre a organização da apresentação, conclusão |
| Conteúdo: | escolha dos assuntos, organização lógica e didática dos argumentos, preparação à responder perguntas |
| Didática: | utilização de exemplos e de esquemas, interpretação e discussão dos resultados, implicação do auditório, capacidade de despertar curiosidade no auditório |
| Presentação: | clareza, organização da palestra, da losa, fluxo da apresentação |
| Também será avaliado a participação em discussões sobre apresentações dos outros alunos! |
| Suggestions for seminar topics: | Existence of magnetic monopoles and the quantization of charge |
| The Goos-Hänchen and the Imbert-Fedorov shift, |
| The Abraham-Minkowski dilemma, |
| The Aharonov-Bohm effect, |
| Superconductivity and the Meissner effect, |
| Cerenkov radiation, |
| Bremsstrahlung, |
| The Lorentz model of the radiation of an atom, |
| The Drude model for light-metals interaction, |
| The Kramers-Kronig relations, |
| The optical theorem, |
| Analytical signal, |
| Quantization of the electromagnetic field, |
| Optical fibers, |
| Diffraction through apertures, |
| Laguerre-Gaussian light modes, |
| Frozen Bessel beams and laser swords, |
| Free-electron laser, |
| The ionosphere as a resonant cavity: Schumann resonances, |
| Excitation of surface plasmon polaritons,\ |
| The Faraday effect, |
| Birefringent crystals and wave plates, |
| Forbidden photonic bands and photonic crystals, |
| The Ewald-Oseen theorem, |
| The Thomas precession, |
| Anderson localization, |
| Mie scattering and Mie resonances, |
| The of coupled dipoles model, |
| Gaussian optics, |
| Negative refraction and the perfect lens, |
| The Kerr effect, |
| The quantum Hall effect, |
| Anti-reflective and reflective dielectric coatings, |
| Hyperbolic metamaterials, |
| Comparison between electromagnetic waves and matter waves, |
| Bragg Scattering, |
| Schlieren photography, |
| The Fresnel-Fizeau effect, |
| The Sagnac effect. |